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2009-02-13

前两个月买了一个悠悠球耍,别小看这个好像孩子玩的东西,大人玩起来也其乐融融。特别是在网上看到那些悠悠球冠军的视频,那么的让人眼花缭乱,小小的悠悠球竟能被玩到那样的境界!咱达不到那种水平,只会简单的一上一下的牵拉。不过这么简单的玩法也还是能让人浮想联翩,感觉那种不用费什么劲,施加一点点能量就一直不停的旋转。

禁不住让俺想到电动机,咱就拿最简单的一个线圈的直流电机来说吧,不管缠绕的线圈是定子还是转子,线圈的两头接上电流,电机的转子就开始旋转,当我们把两端悬空,其在一个初速度下由于内部的机械损耗就会慢慢的减速到最后停下来。发电机正好相反的过程,外力转动转子,线圈的两端就会输出电流。实际上电动机也可以作为发电机使用,比如开始通电有个初速度后悬空两端,如果再接上一个负载的话,就会有和开始驱动他时相反的电流流过,当有这个电流时,线圈切割磁场所受的力就会起到减速的作用。当这个负载很小,电流很大的时候,这个阻尼的效果会非常之强,如果把两端短接,只要这个电流不烧坏线圈,几乎可以瞬间把电机停下来。我们进一步设想,如果把这个输出,输给一个充电电路,比如一个电动车,再把这个能量回存到电池里,那么这个有一定速度的机械能就可以再变回电能使用,而不是靠机械摩擦而变成不能使用的热。

现在有些电动车好像就在利用这个原理循环利用能量,由于驱动电机的电流和电机输出的电流正好相反,可以使用一个双刀双掷开关,驱动电机时接到一端,停止加速就悬空,减速时就推到另一端接到充电电路上输给电池。这个靠发电机原理的减速作用可由接的负载情况调节,并且阻尼的效果非常的强大,要比靠机械摩擦强大很多,手头有电机,并且感兴趣的可以做这样的实验,比如把线圈的两端短接之后,试试去转动电机,看是否能很容易转动。

看似一个很简单的原理,可是可以应用的地方却非常的广泛,其他的不说,咱就说说汽车和火车。现在的火车基本上都是电力机车,其轮子就是一个电动机,如果在减速的时候能够把机械能量通过轮子线圈输回到电池或者电网而不断的循环利用,那将非常客观。如果通过负载调节好这个输出功率,使其产生的减速效果不要超过火车和铁轨之间的动摩擦的最大减速度,那么将不会像现在这样把机械能量耗散成热能,而可以充分的回收利用。

对于汽车,那将更可观,现在城市交通堵塞,汽车在等红绿灯的时候就在空烧着油,如果都换成电动车,停下来时没有能量损耗,城市里频繁的加速减速消耗的能量就像一个悠悠球一样在那里不断的循环利用,回收的效率即使不能100%,但是我们每次重新加速的时候仅需要补充一些能量而已。

可是很奇怪这么简单的原理,并不难实现,为什么这么多年没有普及,汽车虽然有电池的问题,但是电力火车已经应用几十年了。是否有什么技术难度?现在的电路设计,单片机,控制等等都很容易很少成本的实现。对于电动汽车,不再像从前燃油汽车那样,有那么多的连杆等等复杂的机械装置。加油门和刹车的脚踏板就像一个电路开关,不踩的时候都处于悬空状态,并且都是踩得越深,通过电源或者充电电路串接到电机的负载越小,分别产生的加速和减速效果越来越大,刹车踩到底可以辅助刹车片的机械制动。

搞不清楚为什么这么好的东西这么多年竟然有很多人为的障碍,是最应该优先许可上路的,而现在据说还不准许电动汽车上路。

前两个月买了一个悠悠球耍,别小看这个好像孩子玩的东西,大人玩起来也其乐融融。特别是在网上看到那些悠悠球冠军的视频,那么的让人眼花缭乱,小小的悠悠球竟能被玩到那样的境界!咱达不到那种水平,只会简单的一上一下的牵拉。不过这么简单的玩法也还是能让人浮想联翩,感觉那种不用费什么劲,施加一点点能量就一直不停的旋转。

禁不住让俺想到电动机,咱就拿最简单的一个线圈的直流电机来说吧,不管缠绕的线圈是定子还是转子,线圈的两头接上电流,电机的转子就开始旋转,当我们把两端悬空,其在一个初速度下由于内部的机械损耗就会慢慢的减速到最后停下来。发电机正好相反的过程,外力转动转子,线圈的两端就会输出电流。实际上电动机也可以作为发电机使用,比如开始通电有个初速度后悬空两端,如果再接上一个负载的话,就会有和开始驱动他时相反的电流流过,当有这个电流时,线圈切割磁场所受的力就会起到减速的作用。当这个负载很小,电流很大的时候,这个阻尼的效果会非常之强,如果把两端短接,只要这个电流不烧坏线圈,几乎可以瞬间把电机停下来。我们进一步设想,如果把这个输出,输给一个充电电路,比如一个电动车,再把这个能量回存到电池里,那么这个有一定速度的机械能就可以再变回电能使用,而不是靠机械摩擦而变成不能使用的热。

现在有些电动车好像就在利用这个原理循环利用能量,由于驱动电机的电流和电机输出的电流正好相反,可以使用一个双刀双掷开关,驱动电机时接到一端,停止加速就悬空,减速时就推到另一端接到充电电路上输给电池。这个靠发电机原理的减速作用可由接的负载情况调节,并且阻尼的效果非常的强大,要比靠机械摩擦强大很多,手头有电机,并且感兴趣的可以做这样的实验,比如把线圈的两端短接之后,试试去转动电机,看是否能很容易转动。

看似一个很简单的原理,可是可以应用的地方却非常的广泛,其他的不说,咱就说说汽车和火车。现在的火车基本上都是电力机车,其轮子就是一个电动机,如果在减速的时候能够把机械能量通过轮子线圈输回到电池或者电网而不断的循环利用,那将非常客观。如果通过负载调节好这个输出功率,使其产生的减速效果不要超过火车和铁轨之间的动摩擦的最大减速度,那么将不会像现在这样把机械能量耗散成热能,而可以充分的回收利用。

对于汽车,那将更可观,现在城市交通堵塞,汽车在等红绿灯的时候就在空烧着油,如果都换成电动车,停下来时没有能量损耗,城市里频繁的加速减速消耗的能量就像一个悠悠球一样在那里不断的循环利用,回收的效率即使不能100%,但是我们每次重新加速的时候仅需要补充一些能量而已。

可是很奇怪这么简单的原理,并不难实现,为什么这么多年没有普及,汽车虽然有电池的问题,但是电力火车已经应用几十年了。是否有什么技术难度?现在的电路设计,单片机,控制等等都很容易很少成本的实现。对于电动汽车,不再像从前燃油汽车那样,有那么多的连杆等等复杂的机械装置。加油门和刹车的脚踏板就像一个电路开关,不踩的时候都处于悬空状态,并且都是踩得越深,通过电源或者充电电路串接到电机的负载越小,分别产生的加速和减速效果越来越大,刹车踩到底可以辅助刹车片的机械制动。

搞不清楚为什么这么好的东西这么多年竟然有很多人为的障碍,是最应该优先许可上路的,而现在据说还不准许电动汽车上路。

2009-02-06

后半夜睡不着,脑子里总在那绕,干脆爬起来,可惜阿手头的一些课本仅有黑体辐射的温度与某频率的辐射功率的关系,对频率的积分搞不定,上网查查,才晓得就是简单的4次方,顺便搜搜计算需要的基本数据:
 http://zhidao.baidu.com/question/2252875…
 http://zhidao.baidu.com/question/503378….
观测数据
到地球的平均距离:150,000,000 千米
视星等 (V) : -26.8m
绝对星等: 4.8m
物理数据
直径:1,392,000 km
相对直径(dS/dE):109
表面面积:6.09×1012 千米2
体积:1.41×1027 米3
质量:1.9891×1030 千克
相对于地球质量: 333,400 倍
密度:1411 千克/米3
相对于地球密度:0.26 倍
相对于水的密度:1.409 倍
表面重力加速度:274 米/秒-2
相对表面重力加速度:27.9 倍
表面温度:5780 开
中心温度:约 2000 万开
日冕层温度:5 × 106 开

这里能用到的:
到地球的平均距离:150,000,000 千米
直径:1,392,000 km
表面温度:5780 开
把太阳看成一个大黑体,纯是发热,表面温度现成的,以太阳为中心,到地球为半径的一个大虚拟球,辐射的功率按其表面的温度功率,乘面积就是太阳放出来的总功率,为一常数。

半径1变到100,表面积变到10000,为了维持总功率不变,四次方的温度相当于从10降为1,埃,懒得写公式,罗嗦这么一大堆,实际上就一根号。

上面那两个长度比一下:150000000*2/1392000=215.5(直径换算成半径),再开个方得14.7。
这样地球这边的温度为5780开/14.7=393.7开,换算成摄氏温度就是393.7-273=120.7度。
哎呀我的天,原来咱们相当于在一个100多度的大蒸笼里,不对劲哦。。。
如果在地球这,把地球看成黑体的话,只接受一边的阳光,有效接受面积为R^2(R为地球半径),但是整个表面都向外辐射呢,球体表面积4Pi*R^2,相差4Pi倍呢,这样这个等效的黑体温度就应该为:393.7/(4次根号4派)=209.1开,换算成温度为-63.9度,和我们的经验很难理解哦,够冷的,而且这还是不储存能量的高温度,如果有植被吸热的话,温度还要低。不过想想也差不离,地球表面虽然温度适宜,但是大气层外确实很冷,还是可以理解。

废了半天劲,用计算器就算出个大概值,有功夫的话,加个储存系数,可以算地球的实际情况了,不过就有些麻烦。

后半夜睡不着,脑子里总在那绕,干脆爬起来,可惜阿手头的一些课本仅有黑体辐射的温度与某频率的辐射功率的关系,对频率的积分搞不定,上网查查,才晓得就是简单的4次方,顺便搜搜计算需要的基本数据:
 http://zhidao.baidu.com/question/2252875…
 http://zhidao.baidu.com/question/503378….
观测数据
到地球的平均距离:150,000,000 千米
视星等 (V) : -26.8m
绝对星等: 4.8m
物理数据
直径:1,392,000 km
相对直径(dS/dE):109
表面面积:6.09×1012 千米2
体积:1.41×1027 米3
质量:1.9891×1030 千克
相对于地球质量: 333,400 倍
密度:1411 千克/米3
相对于地球密度:0.26 倍
相对于水的密度:1.409 倍
表面重力加速度:274 米/秒-2
相对表面重力加速度:27.9 倍
表面温度:5780 开
中心温度:约 2000 万开
日冕层温度:5 × 106 开

这里能用到的:
到地球的平均距离:150,000,000 千米
直径:1,392,000 km
表面温度:5780 开
把太阳看成一个大黑体,纯是发热,表面温度现成的,以太阳为中心,到地球为半径的一个大虚拟球,辐射的功率按其表面的温度功率,乘面积就是太阳放出来的总功率,为一常数。

半径1变到100,表面积变到10000,为了维持总功率不变,四次方的温度相当于从10降为1,埃,懒得写公式,罗嗦这么一大堆,实际上就一根号。

上面那两个长度比一下:150000000*2/1392000=215.5(直径换算成半径),再开个方得14.7。
这样地球这边的温度为5780开/14.7=393.7开,换算成摄氏温度就是393.7-273=120.7度。
哎呀我的天,原来咱们相当于在一个100多度的大蒸笼里,不对劲哦。。。
如果在地球这,把地球看成黑体的话,只接受一边的阳光,有效接受面积为R^2(R为地球半径),但是整个表面都向外辐射呢,球体表面积4Pi*R^2,相差4Pi倍呢,这样这个等效的黑体温度就应该为:393.7/(4次根号4派)=209.1开,换算成温度为-63.9度,和我们的经验很难理解哦,够冷的,而且这还是不储存能量的高温度,如果有植被吸热的话,温度还要低。不过想想也差不离,地球表面虽然温度适宜,但是大气层外确实很冷,还是可以理解。

废了半天劲,用计算器就算出个大概值,有功夫的话,加个储存系数,可以算地球的实际情况了,不过就有些麻烦。

2009-02-05

刚才想的那几个天体物理题目,被俺自己绕来绕去反而搞复杂了。
实际上只要看一个物体向外辐射了多少能量,不就能估算出他的温度么,埃。
离太阳近的,没生命的,在平衡态吸收的能量多,辐射也这么多,按辐射的能量算温度,自然越近温度越高。
有生命的,要储一部分,辐射的就是吸收的总量减去这部分,温度自然比无生命的同样的地方要小。
长年积累的油煤核瞬间放热,要么使这个整体的温度急剧升高把热量放出去,要么憋在里面使大气温升,海洋上漫或坠入地下使岩浆升温,粘滞系数改变引起地核变化,没准弄个南北极转移,听起来玄乎乎的,可是你想阿,地球是什么?就一个大鸭蛋,地壳仅一层薄薄的小壳而已。

埃,这每一条都是灾难!

刚才想的那几个天体物理题目,被俺自己绕来绕去反而搞复杂了。
实际上只要看一个物体向外辐射了多少能量,不就能估算出他的温度么,埃。
离太阳近的,没生命的,在平衡态吸收的能量多,辐射也这么多,按辐射的能量算温度,自然越近温度越高。
有生命的,要储一部分,辐射的就是吸收的总量减去这部分,温度自然比无生命的同样的地方要小。
长年积累的油煤核瞬间放热,要么使这个整体的温度急剧升高把热量放出去,要么憋在里面使大气温升,海洋上漫或坠入地下使岩浆升温,粘滞系数改变引起地核变化,没准弄个南北极转移,听起来玄乎乎的,可是你想阿,地球是什么?就一个大鸭蛋,地壳仅一层薄薄的小壳而已。

埃,这每一条都是灾难!

1、太空中随便一个虚拟的区域,我们不考虑他各部分的诧异,把他整体看作一个黑体,是否有温度的指标?比如虚空中一个球,一切辐射都穿过他,不吸收能量也不产生能量,这样的球看成黑体的话,是否有温度的指标?如果有的话,如何计算?比如太阳系,离太阳的远近,这个温度是怎样的函数?

2、太空中的实体球,对于没生命的球,这样他会吸收能量,也辐射能量,达到一个平衡时,实际上吸收和辐射相等,这个温度怎么计算?是不是可以把他看作问题1算出来的温度场在表面的积分平均?

3、对于一个有水有大气的球,没生命时和问题2实际上是一样的,吸收和辐射在平衡时相等,当慢慢的有了生命之后,植物的光合作用会把吸收的能量慢慢的储存起来埋入地下,虽然会有山火之类的,但是总体上是在储能,太阳光通量咱就把他看作常数(咱先不管转远转近的问题,以及太阳本身辐射随时间的变化),如果看成黑体的球有温度这个指标的话,我想经过亿万年到有人类活动以前,这个温度是一个逐渐降低的过程(植被没破坏的时候,这个储能的效率是最高的)。

是否有温度这个指标,我看好像有,比如一个球里面包着水扔到外空中,估计在离太阳近的地方是水,远的地方就都结成冰了,虽然感觉是这样,不过是不是真这么回事我搞不懂,希望看到的大侠能给俺解解这个迷。

如果真有这个指标的话就好办了,那么地球演化什么的,以及人类活动的这个内热对这个指标的影响以及变化我们就可以估算了。
埃,俺胡说八道了,手头没这方面的资料,如果是天体物理里面的习题,你就当笑料看吧,俺又闭门造车孤陋寡闻了一把。如果不是,有空的话帮俺想想,如果能算算就更好了,能把结果发到杂志上那就更棒了,注不注俺这个来源无所谓,不过你要帮俺也署上,俺是会不客气的笑纳的。你一定会问为什么我不会自己去算算,埃,一个是太懒,一个是学艺不精,估计吭哧吭哧的算半天也不会算出个所以然来,所以还是发出来,让专家们去做做吧。

1、太空中随便一个虚拟的区域,我们不考虑他各部分的诧异,把他整体看作一个黑体,是否有温度的指标?比如虚空中一个球,一切辐射都穿过他,不吸收能量也不产生能量,这样的球看成黑体的话,是否有温度的指标?如果有的话,如何计算?比如太阳系,离太阳的远近,这个温度是怎样的函数?

2、太空中的实体球,对于没生命的球,这样他会吸收能量,也辐射能量,达到一个平衡时,实际上吸收和辐射相等,这个温度怎么计算?是不是可以把他看作问题1算出来的温度场在表面的积分平均?

3、对于一个有水有大气的球,没生命时和问题2实际上是一样的,吸收和辐射在平衡时相等,当慢慢的有了生命之后,植物的光合作用会把吸收的能量慢慢的储存起来埋入地下,虽然会有山火之类的,但是总体上是在储能,太阳光通量咱就把他看作常数(咱先不管转远转近的问题,以及太阳本身辐射随时间的变化),如果看成黑体的球有温度这个指标的话,我想经过亿万年到有人类活动以前,这个温度是一个逐渐降低的过程(植被没破坏的时候,这个储能的效率是最高的)。

是否有温度这个指标,我看好像有,比如一个球里面包着水扔到外空中,估计在离太阳近的地方是水,远的地方就都结成冰了,虽然感觉是这样,不过是不是真这么回事我搞不懂,希望看到的大侠能给俺解解这个迷。

如果真有这个指标的话就好办了,那么地球演化什么的,以及人类活动的这个内热对这个指标的影响以及变化我们就可以估算了。
埃,俺胡说八道了,手头没这方面的资料,如果是天体物理里面的习题,你就当笑料看吧,俺又闭门造车孤陋寡闻了一把。如果不是,有空的话帮俺想想,如果能算算就更好了,能把结果发到杂志上那就更棒了,注不注俺这个来源无所谓,不过你要帮俺也署上,俺是会不客气的笑纳的。你一定会问为什么我不会自己去算算,埃,一个是太懒,一个是学艺不精,估计吭哧吭哧的算半天也不会算出个所以然来,所以还是发出来,让专家们去做做吧。

2009-02-03

博客又加了个分类:科技乱谈,咱这就加点谈料。一看题目,咱又取大发了,埃,不止一次这样了,愿笑话咱的就继续笑话吧。
咱虽然学物理出身,可惜阿,所学的都还给老师了,不要说大学那些题,估计就是高中那些物理题拿来,俺都不会做了。下面乱说的限于本人的眼界以及对物理常识的理解,估计又要闹出大笑话,自己掉进一个胡弄里绕不过弯,愿意往下看的希望能帮俺分析分析,解解俺脑子里拧劲的筋。

记得高中曾问过物理老师一个问题,学发电那块,咱问了这样一个傻问题:比如水利发电,水冲着轮子一直转,如果不接负载的话就在那空转,那我们干嘛还要省电呢?不用不都浪费了么?这个问题当时真把俺老师给绕住了,当时也没给俺解释清楚。即使现在,俺还是没完全转过弯,是阿,不止水利,还有火力等等,发电机只要一起动,转起来,如果不用的话,不白转了么?虽然有功率的问题,咱不浪费着用的话,可以用到更需要用的地方,也许这个解释暂时把俺唬住,可是现代生活,很多人所接触到的,至少俺自己,感觉好像就从来没缺过电用。

是阿,至少目前咱从来没感到缺电,可是咱的世界可不会一直有这等好事。现在我们都在做些什么?把咱地球老娘身体里积攒了亿万年的煤炭石油等等的东西挖出来可劲烧,现在烧的很痛快,咱过得也很舒服,可惜阿,看目前这架势,估计也烧不了多少年就烧没了。现在各国又在搞未来的能源战略,好替代现在这些有限的烧料,比如取不尽的海水里的氚氘,以及新一代的可用几千年的清洁核能。可惜阿,在俺眼里,这些只会加速人类的灭亡。咱下面就昏析昏析。

咱地球老娘和别的行星相比,有啥特点?有生命阿!你看那些花阿,草阿,树阿之类的,吸着阳光,长着果实,埋入地下后经过亿万年还变成石油煤炭供咱挥霍。看看那些没生命的行星,在宇宙这个大背景中,估计运行到宇宙毁灭还是鸟不拉屎的地方,没空气的,太阳烤的一面热,转过去又都散发掉;有空气的,如果没有水,那上面简直就是地狱的风暴,有水又能怎样?像地球这样演化出那么大片的汪洋可不容易,即使有,再从简单的有机分子到生命那可要多少亿万年的过程。总之,有生命的行星,如果没人祸害的话,那每年都在积累着能量,埋在地下;没生命的,没法积累能量,一直冰冷。

咱再看看咱们人类都在搞什么名堂,埃,就一祸害。本来呢,经过那么长时间,地球环境优美,风调雨顺,一个多美的天堂阿!地下有宝藏,咱没必要用,每年长的树阿,草阿之类的循环烧起来就行了,地球会一直这么美,根本就不会有什么两极溶化,海面上升的事情;可惜阿,就是禁不住一个贪,战争就把咱们给祸害惨了,还有想更舒服,地球的平衡就破坏了,积累那么久的煤油这一两百年就烧光,散发的热量窝在大气里,能不热么?如果再继续这个趋势,核能,聚变再更大规模利用上,用不完的能源让我们更没有节制的挥霍,估计南北极更会加速溶化,到时候人类估计连落脚的地方都没了,未来水世界还真就不是说着完的。

埃,想到这些,真是禁不住脊梁骨发凉,这个趋势谁都没法扭转,人阿,不到那份上谁也不会吸取教训。等世界真成了那个样子,一切都晚了。很简单的一个物理模型,有生命和没生命的星球在宇宙的大背景下的这个对比,吸收和辐射能量一直平衡,人的活动破坏这个平衡而且发展会更加速平衡的破坏,就这么个简单的物理原理,估计有点常识的都能理解,不知道俺哪根筋搞扭掉了,把人类的未来想的那么悲观,希望有牛牛帮俺点点。

附一些讨论:
http://www.mitbbs.cn/article_t/USTC/31170700.html

fzhang
简单说说水力发电这块。水轮机机组是有调度规则的,不是所有机组都会启动,也不是所有启动的机组都全负荷发电。发电机组的输出功率跟水头(就是水高差)、通过流量、机组的发电曲线等等很多参数相关。举个例子说,如果目前用电需求比较少,那就少放水发电,多于的水储存在水库里面,水面升高,相当于把能量储存起来;等到用电需求大的时候再多开机组发电。

电网的电一般是没有办法大量储存的,但是用电是有周期性的,因此大的电网都需要水电站进行调峰,原理基本就是上面说的。
再说一下那个石油煤炭的问题,事实上并不是因为能量使用释放热量造成全球变暖(如果有的话)。是因为碳排放造成的温室气体“围限”了太阳辐射到地球上的热量。事实上,底层大气变暖的同时,高层大气是变冷的。所以,其实能源排放的主要问题不仅仅是趋势问题,更重要的是影响了气候系统的平衡,最近几年极端气候的出现也许就是例

子。

goofegg
你想的太细了,俺没想那么细。俺仅仅是把行星看成个整体,不管他内部天气之类的差异。
即使没有燃烧排放的CO2的温室问题,人类大规模没限度的使用不放CO2的裂变聚变,同样会出现地球变暖的问题。就把行星当成个黑体,他吸热,而仅能通过辐射放热(周围真空,不存在什么对流传导的过程),这是一个平衡的过程。没生命的星球很简单,有生命的,有植物吸热生长,表面不会太热,植物长出来埋起来对这个球体本身是能量积累的过程。人的活动做了什么?现在不仅把长年积累的这部分能量瞬间(相对行星演化的时间尺度)释放,而且裂聚变的大量没限制的应用不断产生这个内热,对于这个黑体,热量要么闷在大气里,要么只能通过辐射排出去。黑体辐射的公式咱还算知道,辐射功率和温度是正关系,所以不管热量窝在大气里还是散出去,这个黑体的温度都是升高的趋势。而这个整体温度升高的趋势,即使一点点,在内部考虑各部分差异的话,不知道地球的环境已经变得怎样的恶劣了。

CO2仅是温室效应产生的一个因素,俺不管星体表面各部分的差异,跳出这个圈圈去看,发觉弄出这么个怪论,还是一直在那里团团转。

fzhang
我同意你不能无节制使用能量的观点。从分析原因的角度,我认为现在的问题可能还主要是大气成分改变引起的气候变化。单从热量的排放来看,跟太阳辐射能比较起来比例太小了,不大会成为主导因素。另外,无法忽视的是,Latent
heat也是地球能量转换的重要形式,因为水太多了,但却不会改变地球的温度。

goofegg
恩,人类对环境的影响,以及整体耗能产生的热我觉得已不再像原来那样微不足道的程度,相反,和太阳辐射到地球的能量相比,占的越来越大了。水对温度的作用很大,不会引起急剧的温度上升,但是冰川的融化,海面的上升,以及越来越恶劣的天气都是这个内热产生的。

博客又加了个分类:科技乱谈,咱这就加点谈料。一看题目,咱又取大发了,埃,不止一次这样了,愿笑话咱的就继续笑话吧。
咱虽然学物理出身,可惜阿,所学的都还给老师了,不要说大学那些题,估计就是高中那些物理题拿来,俺都不会做了。下面乱说的限于本人的眼界以及对物理常识的理解,估计又要闹出大笑话,自己掉进一个胡弄里绕不过弯,愿意往下看的希望能帮俺分析分析,解解俺脑子里拧劲的筋。

记得高中曾问过物理老师一个问题,学发电那块,咱问了这样一个傻问题:比如水利发电,水冲着轮子一直转,如果不接负载的话就在那空转,那我们干嘛还要省电呢?不用不都浪费了么?这个问题当时真把俺老师给绕住了,当时也没给俺解释清楚。即使现在,俺还是没完全转过弯,是阿,不止水利,还有火力等等,发电机只要一起动,转起来,如果不用的话,不白转了么?虽然有功率的问题,咱不浪费着用的话,可以用到更需要用的地方,也许这个解释暂时把俺唬住,可是现代生活,很多人所接触到的,至少俺自己,感觉好像就从来没缺过电用。

是阿,至少目前咱从来没感到缺电,可是咱的世界可不会一直有这等好事。现在我们都在做些什么?把咱地球老娘身体里积攒了亿万年的煤炭石油等等的东西挖出来可劲烧,现在烧的很痛快,咱过得也很舒服,可惜阿,看目前这架势,估计也烧不了多少年就烧没了。现在各国又在搞未来的能源战略,好替代现在这些有限的烧料,比如取不尽的海水里的氚氘,以及新一代的可用几千年的清洁核能。可惜阿,在俺眼里,这些只会加速人类的灭亡。咱下面就昏析昏析。

咱地球老娘和别的行星相比,有啥特点?有生命阿!你看那些花阿,草阿,树阿之类的,吸着阳光,长着果实,埋入地下后经过亿万年还变成石油煤炭供咱挥霍。看看那些没生命的行星,在宇宙这个大背景中,估计运行到宇宙毁灭还是鸟不拉屎的地方,没空气的,太阳烤的一面热,转过去又都散发掉;有空气的,如果没有水,那上面简直就是地狱的风暴,有水又能怎样?像地球这样演化出那么大片的汪洋可不容易,即使有,再从简单的有机分子到生命那可要多少亿万年的过程。总之,有生命的行星,如果没人祸害的话,那每年都在积累着能量,埋在地下;没生命的,没法积累能量,一直冰冷。

咱再看看咱们人类都在搞什么名堂,埃,就一祸害。本来呢,经过那么长时间,地球环境优美,风调雨顺,一个多美的天堂阿!地下有宝藏,咱没必要用,每年长的树阿,草阿之类的循环烧起来就行了,地球会一直这么美,根本就不会有什么两极溶化,海面上升的事情;可惜阿,就是禁不住一个贪,战争就把咱们给祸害惨了,还有想更舒服,地球的平衡就破坏了,积累那么久的煤油这一两百年就烧光,散发的热量窝在大气里,能不热么?如果再继续这个趋势,核能,聚变再更大规模利用上,用不完的能源让我们更没有节制的挥霍,估计南北极更会加速溶化,到时候人类估计连落脚的地方都没了,未来水世界还真就不是说着完的。

埃,想到这些,真是禁不住脊梁骨发凉,这个趋势谁都没法扭转,人阿,不到那份上谁也不会吸取教训。等世界真成了那个样子,一切都晚了。很简单的一个物理模型,有生命和没生命的星球在宇宙的大背景下的这个对比,吸收和辐射能量一直平衡,人的活动破坏这个平衡而且发展会更加速平衡的破坏,就这么个简单的物理原理,估计有点常识的都能理解,不知道俺哪根筋搞扭掉了,把人类的未来想的那么悲观,希望有牛牛帮俺点点。

附一些讨论:
http://www.mitbbs.cn/article_t/USTC/31170700.html

fzhang
简单说说水力发电这块。水轮机机组是有调度规则的,不是所有机组都会启动,也不是所有启动的机组都全负荷发电。发电机组的输出功率跟水头(就是水高差)、通过流量、机组的发电曲线等等很多参数相关。举个例子说,如果目前用电需求比较少,那就少放水发电,多于的水储存在水库里面,水面升高,相当于把能量储存起来;等到用电需求大的时候再多开机组发电。

电网的电一般是没有办法大量储存的,但是用电是有周期性的,因此大的电网都需要水电站进行调峰,原理基本就是上面说的。
再说一下那个石油煤炭的问题,事实上并不是因为能量使用释放热量造成全球变暖(如果有的话)。是因为碳排放造成的温室气体“围限”了太阳辐射到地球上的热量。事实上,底层大气变暖的同时,高层大气是变冷的。所以,其实能源排放的主要问题不仅仅是趋势问题,更重要的是影响了气候系统的平衡,最近几年极端气候的出现也许就是例

子。

goofegg
你想的太细了,俺没想那么细。俺仅仅是把行星看成个整体,不管他内部天气之类的差异。
即使没有燃烧排放的CO2的温室问题,人类大规模没限度的使用不放CO2的裂变聚变,同样会出现地球变暖的问题。就把行星当成个黑体,他吸热,而仅能通过辐射放热(周围真空,不存在什么对流传导的过程),这是一个平衡的过程。没生命的星球很简单,有生命的,有植物吸热生长,表面不会太热,植物长出来埋起来对这个球体本身是能量积累的过程。人的活动做了什么?现在不仅把长年积累的这部分能量瞬间(相对行星演化的时间尺度)释放,而且裂聚变的大量没限制的应用不断产生这个内热,对于这个黑体,热量要么闷在大气里,要么只能通过辐射排出去。黑体辐射的公式咱还算知道,辐射功率和温度是正关系,所以不管热量窝在大气里还是散出去,这个黑体的温度都是升高的趋势。而这个整体温度升高的趋势,即使一点点,在内部考虑各部分差异的话,不知道地球的环境已经变得怎样的恶劣了。

CO2仅是温室效应产生的一个因素,俺不管星体表面各部分的差异,跳出这个圈圈去看,发觉弄出这么个怪论,还是一直在那里团团转。

fzhang
我同意你不能无节制使用能量的观点。从分析原因的角度,我认为现在的问题可能还主要是大气成分改变引起的气候变化。单从热量的排放来看,跟太阳辐射能比较起来比例太小了,不大会成为主导因素。另外,无法忽视的是,Latent
heat也是地球能量转换的重要形式,因为水太多了,但却不会改变地球的温度。

goofegg
恩,人类对环境的影响,以及整体耗能产生的热我觉得已不再像原来那样微不足道的程度,相反,和太阳辐射到地球的能量相比,占的越来越大了。水对温度的作用很大,不会引起急剧的温度上升,但是冰川的融化,海面的上升,以及越来越恶劣的天气都是这个内热产生的。